JP3301686B2 - 宇宙機器用発電・蓄電装置 - Google Patents
宇宙機器用発電・蓄電装置Info
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
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- H01M8/184—Regeneration by electrochemical means
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- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0656—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by electrochemical means
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- H01M2300/0065—Solid electrolytes
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- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
- H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Electrochemistry (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工衛星などの宇
宙機器に用いられる宇宙機器用発電・蓄電装置に関す
る。
宙機器に用いられる宇宙機器用発電・蓄電装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、宇宙機器用発電・蓄電装置として
は例えば図２に示すものが知られている。前記発電・蓄
電装置は、主として水電解装置（以下、ＳＰＥ：Solid
Polymer Electrolysisと呼ぶ）２１と、燃料電池（以
下、ＳＰＦＣ：Solid PolymerFuel Cellと呼ぶ）２２
とから構成されている。前記ＳＰＥ２１やＳＰＦＣ２２
は、固体電解質膜２３と該固体電解質膜の両側に配置さ
れた給電体（図示せず）で構成されている。また、前記
ＳＰＥ，ＳＰＦＣの他に、ＳＰＥ２１へ水を供給する水
タンク２４と、ＳＰＥ２１で発生した水素を溜める水素
タンク２５と、ＳＰＥ２１で発生した酸素を溜める酸素
タンク２６と、発生した水素及び酸素中に含まれる未分
解の水を分離する気水分離器２７発電の際にＳＰＦＣ２
２内に発生する水蒸気や水滴を分離する気水分離器２７
とを備えている。
は例えば図２に示すものが知られている。前記発電・蓄
電装置は、主として水電解装置（以下、ＳＰＥ：Solid
Polymer Electrolysisと呼ぶ）２１と、燃料電池（以
下、ＳＰＦＣ：Solid PolymerFuel Cellと呼ぶ）２２
とから構成されている。前記ＳＰＥ２１やＳＰＦＣ２２
は、固体電解質膜２３と該固体電解質膜の両側に配置さ
れた給電体（図示せず）で構成されている。また、前記
ＳＰＥ，ＳＰＦＣの他に、ＳＰＥ２１へ水を供給する水
タンク２４と、ＳＰＥ２１で発生した水素を溜める水素
タンク２５と、ＳＰＥ２１で発生した酸素を溜める酸素
タンク２６と、発生した水素及び酸素中に含まれる未分
解の水を分離する気水分離器２７発電の際にＳＰＦＣ２
２内に発生する水蒸気や水滴を分離する気水分離器２７
とを備えている。
【０００３】次に、図２の構成の発電・蓄電装置の作用
について説明する。ＳＰＥ21に水タンク24から水が供給
され、固体電解質膜23及び給電体に電気が通じると、水
素と酸素とが発生する。これらの水素と酸素には水蒸気
や水滴を含んでいるので、気水分離器27で水を取り除
き、ＳＰＦＣ22へ供給される。また、ＳＰＦＣ22で消費
しきれない余剰水素が余剰酸素も水蒸気を含んでいるの
で、気水分離器27で水を分離した後、水素タンク25や酸
素タンク26へ保存される。
について説明する。ＳＰＥ21に水タンク24から水が供給
され、固体電解質膜23及び給電体に電気が通じると、水
素と酸素とが発生する。これらの水素と酸素には水蒸気
や水滴を含んでいるので、気水分離器27で水を取り除
き、ＳＰＦＣ22へ供給される。また、ＳＰＦＣ22で消費
しきれない余剰水素が余剰酸素も水蒸気を含んでいるの
で、気水分離器27で水を分離した後、水素タンク25や酸
素タンク26へ保存される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術で
は、ＳＰＦＣ22は全体に保温されており、水の分離は別
に設けた気水分離器27で行っている。このため、多くの
気水分離器27が必要となるので、ポンプや配管が多くな
り装置が複雑となり、かつ大型化する。
は、ＳＰＦＣ22は全体に保温されており、水の分離は別
に設けた気水分離器27で行っている。このため、多くの
気水分離器27が必要となるので、ポンプや配管が多くな
り装置が複雑となり、かつ大型化する。
【０００５】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、燃料電池への水素及び酸素の供給側に、外の低
温部によりで冷やされて低温になる水蒸気を凝縮する凝
縮部を前記燃料電池に接して設ける事により、従来気水
分離器で水分離をしていたものを燃料電池の一部である
凝縮部で水分離することができ、小型化，コンパクト化
した宇宙機器用発電・蓄電装置を提供することを目的と
する。
もので、燃料電池への水素及び酸素の供給側に、外の低
温部によりで冷やされて低温になる水蒸気を凝縮する凝
縮部を前記燃料電池に接して設ける事により、従来気水
分離器で水分離をしていたものを燃料電池の一部である
凝縮部で水分離することができ、小型化，コンパクト化
した宇宙機器用発電・蓄電装置を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、固体電解質膜
とこの固体電解質膜を挟む電極とから構成される燃料電
池と、水電解装置とを有する宇宙機器用発電・蓄電装置
において、前記燃料電池への水素及び酸素の供給側に、
外の低温部によりで冷やされて低温になる水蒸気を凝縮
する凝縮部を前記燃料電池に接して設けたことを特徴と
する宇宙機器用発電・蓄電装置である。
とこの固体電解質膜を挟む電極とから構成される燃料電
池と、水電解装置とを有する宇宙機器用発電・蓄電装置
において、前記燃料電池への水素及び酸素の供給側に、
外の低温部によりで冷やされて低温になる水蒸気を凝縮
する凝縮部を前記燃料電池に接して設けたことを特徴と
する宇宙機器用発電・蓄電装置である。
【０００７】本発明において、燃料電池に接する低温の
凝縮器により水が分離され、分離された水は金網等のウ
イックや細い溝等の凝縮水流路を表面聴力により移動
し、水タンクで蓄えられる。このように、一か所で気水
分離をする凝縮器で水が分離されるので必要なポンプや
配管が少なくなり、装置がコンパクトになる。
凝縮器により水が分離され、分離された水は金網等のウ
イックや細い溝等の凝縮水流路を表面聴力により移動
し、水タンクで蓄えられる。このように、一か所で気水
分離をする凝縮器で水が分離されるので必要なポンプや
配管が少なくなり、装置がコンパクトになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１を
参照して説明する。図中の符番１は水電解装置（以下、
ＳＰＥと呼ぶ）１であり、符番２は燃料電池（以下、Ｓ
ＰＦＣと呼ぶ）である。前記ＳＰＥ１やＳＰＦＣ２は、
夫々固体電解質膜３と該固体電解質膜３の両側に配置さ
れた給電体４で構成されている。前記ＳＰＥ１やＳＰＦ
Ｃ２は一体のケーシングに納められ、ＳＰＦＣ２のガス
入口側に水の凝縮部５が設けられている。また、前記Ｓ
ＰＥ１，ＳＰＦＣ２の近くには、これらの他にＳＰＥ１
で発生した水素を溜める水素タンク６と、ＳＰＥ１で発
生した酸素を溜める酸素タンク７と、ＳＰＥ１へ水を供
給する水タンク８が配置されている。
参照して説明する。図中の符番１は水電解装置（以下、
ＳＰＥと呼ぶ）１であり、符番２は燃料電池（以下、Ｓ
ＰＦＣと呼ぶ）である。前記ＳＰＥ１やＳＰＦＣ２は、
夫々固体電解質膜３と該固体電解質膜３の両側に配置さ
れた給電体４で構成されている。前記ＳＰＥ１やＳＰＦ
Ｃ２は一体のケーシングに納められ、ＳＰＦＣ２のガス
入口側に水の凝縮部５が設けられている。また、前記Ｓ
ＰＥ１，ＳＰＦＣ２の近くには、これらの他にＳＰＥ１
で発生した水素を溜める水素タンク６と、ＳＰＥ１で発
生した酸素を溜める酸素タンク７と、ＳＰＥ１へ水を供
給する水タンク８が配置されている。
【０００９】次に、上記構成の宇宙機器用発電・蓄電装
置の作用について説明する。つまり、蓄電するときは、
ＳＰＥ１の給電体（電極）４に通電し、水を電気分解す
る。電気分解された水素と酸素とは、夫々ＳＰＦＣ２へ
導入される。ＳＰＦＣ２で使用する以上の水素と酸素が
生成するときは、余分のものは夫々水素タンク６と酸素
タンク７とに蓄えられる。
置の作用について説明する。つまり、蓄電するときは、
ＳＰＥ１の給電体（電極）４に通電し、水を電気分解す
る。電気分解された水素と酸素とは、夫々ＳＰＦＣ２へ
導入される。ＳＰＦＣ２で使用する以上の水素と酸素が
生成するときは、余分のものは夫々水素タンク６と酸素
タンク７とに蓄えられる。
【００１０】一方、発電するときは、ＳＰＥ１で発生し
た水素と酸素とがＳＰＦＣ２に供給される。その際、水
が生成するが、その水はその時のＳＰＦＣ２の温度に対
応した飽和圧力の水蒸気となっている。この水蒸気は水
素と酸素とが固体電解質膜３に供給されるときの抵抗と
なるので、除去する必要がある。そこで、ＳＰＦＣ２の
一部に低温になる構造部を設けて水蒸気の凝縮部５とし
た。凝縮した水分は、金網等のウイックを利用した流路
で流し、水タンク８へ蓄え、あと電気分解用の水として
ＳＰＥ１へ供給される。
た水素と酸素とがＳＰＦＣ２に供給される。その際、水
が生成するが、その水はその時のＳＰＦＣ２の温度に対
応した飽和圧力の水蒸気となっている。この水蒸気は水
素と酸素とが固体電解質膜３に供給されるときの抵抗と
なるので、除去する必要がある。そこで、ＳＰＦＣ２の
一部に低温になる構造部を設けて水蒸気の凝縮部５とし
た。凝縮した水分は、金網等のウイックを利用した流路
で流し、水タンク８へ蓄え、あと電気分解用の水として
ＳＰＥ１へ供給される。
【００１１】上記実施例に係る宇宙機器用発電・蓄電装
置によれば、ＳＰＦＣ２のガス入口側に水の凝縮部５が
設けられた構成になっているため、この凝縮器５により
水が分離され、分離された水は金網等のウイックや細い
溝等の凝縮水流路を表面張力により移動し、水タンク８
で蓄えられる。このように一か所で気水分離をする凝縮
器で水が分離されるので必要なポンプや配管が少なくな
り、装置がコンパクトになる。
置によれば、ＳＰＦＣ２のガス入口側に水の凝縮部５が
設けられた構成になっているため、この凝縮器５により
水が分離され、分離された水は金網等のウイックや細い
溝等の凝縮水流路を表面張力により移動し、水タンク８
で蓄えられる。このように一か所で気水分離をする凝縮
器で水が分離されるので必要なポンプや配管が少なくな
り、装置がコンパクトになる。
【００１２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、燃
料電池への水素及び酸素の供給側に、外の低温部により
で冷やされて低温になる水蒸気を凝縮する凝縮部を前記
燃料電池に接して設ける事により、従来気水分離器で水
分離をしていたものを燃料電池の一部である凝縮部で水
分離することができ、小型化，コンパクト化した宇宙機
器用発電・蓄電装置を提供できる。
料電池への水素及び酸素の供給側に、外の低温部により
で冷やされて低温になる水蒸気を凝縮する凝縮部を前記
燃料電池に接して設ける事により、従来気水分離器で水
分離をしていたものを燃料電池の一部である凝縮部で水
分離することができ、小型化，コンパクト化した宇宙機
器用発電・蓄電装置を提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る宇宙用発電・蓄電装置
の説明図。
の説明図。
【図２】従来の宇宙用発電・蓄電装置の説明図。
１…水分解装置（ＳＰＥ）、２…燃料電池（ＳＰＦ
Ｃ）、３…固体電解質膜、 ４…給電体、
５…凝縮部、 ６…水素タンク、７…酸
素タンク、 ８…水タンク。
Ｃ）、３…固体電解質膜、 ４…給電体、
５…凝縮部、 ６…水素タンク、７…酸
素タンク、 ８…水タンク。
Claims (1)
- 【請求項１】 固体電解質膜とこの固体電解質膜を挟む
電極とから構成される燃料電池と、水電解装置とを有す
る宇宙機器用発電・蓄電装置において、前記燃料電池へ
の水素及び酸素の供給側に、外の低温部により冷やされ
て低温になる水蒸気を凝縮する凝縮部を前記燃料電池に
接して設けたことを特徴とする宇宙機器用発電・蓄電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27544595A JP3301686B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 宇宙機器用発電・蓄電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27544595A JP3301686B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 宇宙機器用発電・蓄電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09120831A JPH09120831A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3301686B2 true JP3301686B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=17555633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27544595A Expired - Fee Related JP3301686B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 宇宙機器用発電・蓄電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3301686B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002056880A (ja) * | 2000-08-11 | 2002-02-22 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 水電解装置−固体高分子形燃料電池系発電システム |
| EP1263072B1 (en) | 2001-05-30 | 2016-04-06 | Casale SA | Method and apparatus for the storage and redistribution of electrical energy |
| JP5497265B2 (ja) * | 2008-01-10 | 2014-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池検査用の放電システム |
| EP2705561B1 (en) | 2011-05-04 | 2016-09-21 | Audi AG | Freeze-resistant fuel cell condensers |
| TWI639765B (zh) * | 2017-01-24 | 2018-11-01 | 黃柏瑜 | 複合式綠能淨化機 |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP27544595A patent/JP3301686B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09120831A (ja) | 1997-05-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020326 |
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